影响煤矿采矿工程质量和安全的技术因素

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张亚楠 侯约文 于元江

山东义能煤矿有限公司

摘要

煤矿开采工程历来是我国煤炭行业十分重视的一个领域,由于其建设过程比较复杂,且具有较高的风险性。煤矿采矿工程的质量与安全事关工人的生命安全,也事关煤炭资源的高效开发。在煤矿生产过程中,技术因素不仅是隐患产生的根源,同时也是保证产品质量和安全的重要保证。对影响煤矿采矿工程质量和安全的技术要素进行了分析,并提出了相应的技术对策,保证煤矿采矿工程在高质量、高安全的前提下顺利实施。


关键词

煤矿采矿工程;质量和安全;技术因素

正文


引言

在煤矿行业快速发展的今天,采矿工程在技术上也提出了更高的要求。随着我国能源资源的不断增加,煤矿采矿工程在我国的地位越来越突出。但由于煤矿存在高温、高压、有毒气体及地质灾害等多种因素,如何有效提升煤矿安全生产水平是当前煤矿企业亟待解决的重要问题。

1.煤矿采矿工程质量和安全技术影响因素

1.1.地质勘探技术

地质勘探技术被广泛应用于煤矿采矿工程中。准确的地质信息对于煤矿的设计、施工、开采和安全等至关重要。然而,在实际工程中,地质勘探技术还存在一些不足之处,对煤矿采矿工程的质量和安全性造成了一定影响。地质勘探的精度关系到对煤层赋存情况和地质构造的准确评估。勘探精度低可能导致工程师无法掌握煤层的具体分布情况,从而在后续的工程设计和开采过程中出现错误,造成采煤工作不均匀、煤矿资源浪费等情况,同时也增加了采矿工程的安全风险。科学的勘探方法可以提供全面的地质信息,有助于工程师详细了解地下煤层的性质和分布情况。然而,部分煤矿采矿工程中仍在使用传统的井下探测方法,该方法缺乏科学性,不能有效运用于不同地质条件中,而且难以获取充分的地质数据来支持工程决策。

1.2.矿井设计与施工技术

在煤矿采矿工程中,矿井设计与施工技术对工程的质量和安全性也产生了一定的影响,具体包括矿井布局、开采方法以及支护技术。部分煤矿在矿井布局方面不太重视,导致了开采顺序混乱和支护困难。不合理的矿井布局会使作业人员难以开展有效的采煤作业和实施支护措施。此外,矿井布局的不合理还将导致矿井通风不畅,增加瓦斯积聚的风险;选择不当的采煤方法将会发生煤与瓦斯突出、冲击地压等事故。煤与瓦斯突出是采矿工程中较为严重的安全事故,会导致矿井发生爆炸,对作业人员的生命造成威胁。冲击地压则会破坏矿井的支护,从而致使围岩破裂。不同的煤层和地质条件需要选择不同的开采方法,以提高开采的效率和安全性;支护技术在煤矿采矿工程中非常重要。不完善的支护技术无法有效控制地压和防止冒顶事故。

1.3.爆破技术

在煤矿爆破参数设计中,因参数选择不合理或不准确,不仅会导致煤岩破碎不均匀,还会产生大量浮石,从而影响开采效率,对作业人员的生命造成威胁,爆破参数主要包括炸药量、装药方式、起爆顺序等。此外,不规范的爆破作业会导致煤尘积聚,增加煤尘爆炸的可能性,造成人员伤亡,具体包括忽略爆破安全程序、错误操作爆破装置、错误选择起爆时机等。

2.提高煤矿采矿工程质量和安全性的措施

2.1.运用现代化地质勘探技术

地质勘探在煤矿采矿工程中至关重要,可以为工程规划和开采工作提供关键的地质信息。现代化地质勘探技术可以提高勘探精确度,例如高分辨率地震勘探、地电阻率测量和地震勘探等。高分辨率地震勘探可以检测到地下构造,如断层和岩石的变化;地电阻率测量能够帮助测量人员确定不同地层的电阻率,了解矿井的地质结构和性质。现代化地质勘探技术的应用提高了勘探的精确度,这些技术还可以提供准确的地质信息,有助于作业人员全面了解煤矿的地质构造,确定煤层的位置和性质。综合使用多种地质勘探法,可以弥补单一技术的不足。其中,综合地球物理勘探法是1种将不同勘探方法结合在一起的采用地球物理方法的组合方式,该方法可以针对特定的勘探对象和勘探任务进行探测,准确性高,还可以有效降低单一勘探方法在解释方面存在的多解性问题,提高勘探解释的可靠性。例如地震勘探和地电阻率测量可以相互补充,提供更全面的地下信息。通过综合使用多种勘探技术,可以增加数据的准确性和可靠性,减少勘探误差,有助于更好地了解地下煤层的分布情况和性质。

2.2.加强矿井建设

2.2.1.矿井设计

1)矿井通风系统是确保矿煤矿工作面空气质量和作业人员安全的关键因素。合理的通风系统设计需要考虑气流分布、风筒布局和风量控制。采用现代建模和仿真工具,可以精确模拟不同工况下的通风效果,确保通风系统的合理性。

2)综采工作面需要对采煤机、支架、输送设备等进行合理布局,以最大程度提高煤矿开采的效率和安全性。

2.2.2.采煤方法

选择合适的采煤方法可以提高采煤效率和降低安全风险。具体包括以下几个方面。

(1)综合地质调查可以帮助作业人员确定最适合的开采方法。通过分析煤层的性质、倾角、走向以及岩层分布情况,选择合适的采煤工艺,如长壁采煤法、房柱采煤法、割煤法等。

(2)定期评估开采效果对于及时调整和改进开采工作非常重要。通过监测煤矿开采效率、瓦斯体积分数、煤尘质量浓度等,可以判断煤矿开采方法的效果。

2.2.3.施工技术

改进施工技术可以提高矿井的稳定性和生产效率,其中,支护技术的改进是重点关注对象。采用先进的支护材料和技术,如钢拱支架、液压支架等,可以有效支撑煤矿巷道,减少塌方事故。还可以引入液压支架电液控制系统,该系统功能较多,包括邻架和隔架自动升降、自动补压、急停或闭锁、自动诊断故障、自动跟机、声光预警等,这些功能实现了煤矿综采的自动化、智能化,是实现少人工作面、无人工作面的关键。

在支护过程中,不仅要注重支护技术,还要实时监测支架立柱压力、推移行程、倾角、煤机位置等情况,及时发现问题,并采取修复措施。维修人员还需要对液压支架电液控制器及其附属线缆进行检查,确保所有的连接部分完好无损,防止事故发生。

2.3.选择科学的爆破参数

科学的爆破参数是确保煤矿采矿工程质量与安全的关键。在煤矿爆破前,要进行综合的地质勘探,收集地质剖面、岩性、孔隙度、构造特征等具体数据,对这些数据进行详细分析,能够为选择合理的爆破参数提供重要依据。在地质数据收集完整后,需要进行爆破参数实验,实验开始前必须确定合适的炸药类型、炸药量、装药方式和起爆顺序,确保岩石能够均匀破碎。通过大量实验,可以确定炸药参数的最佳组合,为后续的爆破工作提供准确的数据参考。规范的爆破作业是保障煤矿采矿工程质量与安全的关键因素。爆破作业必须严格遵守安全规程和标准操作程序,并详细记录爆破前、中、后的各个环节的数据,确保操作的准确性和安全性。

3.结束语

综上所述,运用先进的勘探技术,科学的管理方法,创新技术,能够有效地降低煤矿采矿过程中存在的隐患,确保煤矿采矿的安全与质量。随着煤矿开采逐步向深层发展,对采矿技术提出了更高的要求,主动改善采矿技术,采用高效的支护措施,是提升煤矿开采工程质量与安全、保证工人生命与财产安全、促进煤炭工业可持续发展的重要途径。

参考文献

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[3]马贵生.探究影响井下煤矿采矿工程安全的技术因素[J].内蒙古煤炭经济,2019,(21):132-133.

 


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